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电力高压充油设备绝缘油介电强度在线监测装置

阅读：709发布：2020-05-19

专利汇可以提供电力高压充油设备绝缘油介电强度在线监测装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种电力高压充油设备绝缘油介电强度在线监测装置，其包含：高压直流脉冲发生装置，用于发生单极电压脉冲信号；测试单元，其包含液体减压阀以及密封结构，用于获取待检测的绝缘油；耐压测试探头，作为检测器件设置在测试单元中并电连接所述的高压直流脉冲发生装置，其探头部分具有电极，使得在待检测的绝缘油绝缘间隙间产生电压；清洗器，连接所述的测试单元，对测试单元的密封结构及耐压测试探头进行清洁；测控单元，连接所述的高压直流脉冲发生装置、测试单元、耐压测试探头以及清洗器。其优点是：通过采用高压脉冲电压技术的非破坏性击穿法来测量电力高压充油设备绝缘油的介电强度，从而反映出绝缘油的耐压性能。，下面是电力高压充油设备绝缘油介电强度在线监测装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种电力高压充油设备绝缘油介电强度在线监测装置，其特征在于，包含：
高压直流脉冲发生装置，用于发生单极电压脉冲信号；
测试单元，其包含液体减压阀以及密封结构，用于获取待检测的绝缘油；
耐压测试探头，作为检测器件设置在测试单元中并电连接所述的高压直流脉冲发生装置，其探头部分具有电极，使得在待检测的绝缘油绝缘间隙间产生电压；
清洗器，连接所述的测试单元，对测试单元的密封结构及耐压测试探头进行清洁；
测控单元，连接所述的高压直流脉冲发生装置、测试单元、耐压测试探头以及清洗器；
其中，所述的清洗器包含：
储液罐，分别通过第一通道以及第二通道连接所述测试单元；
旋转机构，连接所述测试单元及耐压测试探头，并受测控单元控制：
第一通道与储液罐连通的一端伸至储液罐内，第二通道与测试单元连通的一端伸至测试单元内；
绝缘油测试完成后，同时打开第一通道和第二通道使测试单元中的绝缘油与储液罐中的气体介质互换；
关闭第一通道以及第二通道；
将储液罐中的绝缘油倒出换成乙醇；
倒置储液罐与测试单元的连接结构，同时打开第一通道和第二通道使储液罐中的乙醇与测试单元中的空气介质互换。
2.如权利要求1所述的电力高压充油设备绝缘油介电强度在线监测装置，其特征在于：
向测试单元中灌入乙醇后，旋转机构驱动测试单元及耐压测试探头旋转，利用离心力和乙醇溶解性对测试单元内及耐压测试探头上的油污进行清洁。
3.如权利要求1所述的电力高压充油设备绝缘油介电强度在线监测装置，其特征在于：
所述的耐压测试探头的探头部分的棒板电极采用针-板电极；针-板电极的电极间隙可调，使得在待检测的绝缘油绝缘间隙间产生的电压可调。
4.如权利要求1所述的电力高压充油设备绝缘油介电强度在线监测装置，其特征在于：
所述的高压直流脉冲发生装置还连接一电压倍增器，实现电压及脉冲宽度的可调。
5.如权利要求1所述的电力高压充油设备绝缘油介电强度在线监测装置，其特征在于：
所述的高压直流脉冲发生装置发生的为-25KV -30KV、500ns固定带宽的单极脉冲；
~
所述的耐压测试探头的电极间隙为100um 250um。
~

说明书全文

电力高压充油设备绝缘油介电强度在线监测装置

技术领域

[0001] 本发明涉及气体检测技术领域，具体涉及一种电力高压充油设备绝缘油介电强度在线监测装置。

背景技术

[0002] 近年来，随着我国电力工业的迅速发展和技术装备水平的提高，电网管理模式正在发生质的变化，设备状态检修、变电站无人值守等理念，使我们拥有一种更效率、更安全、更经济的电网经营模式。近年来变压器由于内部故障引发的事故较多，其中过热和绕组局部放电性故障约占70%，是影响变压器安全运行的最大因素。目前，采用的比较多的检测方式是对油中气体含量进行分析，常规的油中气体分析为离线检测，取样周期一般在3个月至1年，这样的尖端检测，对于变压器绕组内部的匝层间和围屏的局部放电性故障，很难及时监测。另外一种方式方法为采用气相色谱法对油中溶解气的各种气体含量进行分析，近年来得到了大量的应用，已成为新的发展趋势，该方法可以长期实时的进行对设备进行检测，从而提高工作效率，提高经济效益；但这种方式依然存在检测气体种类多，分析精度不够，综合诊断方式方法复杂，诊断结果无法直接有效反应绝缘介质的优劣的问题。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种电力高压充油设备绝缘油介电强度在线监测装置，该设备采用非破坏性击穿方法，对绝缘油质量进行实时的检测与评估，为操作人员提供及时全面的有效信息，并且本装置可以轻松完成测试单元及探头的清洗工作，方便了操作人员的反复使用。

[0004] 为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

[0005] 一种电力高压充油设备绝缘油介电强度在线监测装置，其特征是，包含：

[0006] 高压直流脉冲发生装置，用于发生单极电压脉冲信号；

[0007] 测试单元，其包含液体减压阀以及密封结构，用于获取待检测的绝缘油；

[0008] 耐压测试探头，作为检测器件设置在测试单元中并电连接所述的高压直流脉冲发生装置，其探头部分具有电极，使得在待检测的绝缘油绝缘间隙间产生电压；

[0009] 清洗器，连接所述的测试单元，对测试单元的密封结构及耐压测试探头进行清洁；

[0010] 测控单元，连接所述的高压直流脉冲发生装置、测试单元、耐压测试探头以及清洗器。

[0011] 上述的电力高压充油设备绝缘油介电强度在线监测装置，其中，所述的清洗器包含：

[0012] 储液罐，分别通过第一通道以及第二通道连接所述测试单元；

[0013] 旋转机构，连接所述测试单元及耐压测试探头，并受测控单元控制。

[0014] 上述的电力高压充油设备绝缘油介电强度在线监测装置，其中：

[0015] 第一通道与储液罐连通的一端伸至储液罐内，第二通道与测试单元连通的一端伸直测试单元内。

[0016] 上述的电力高压充油设备绝缘油介电强度在线监测装置，其中：

[0017] 绝缘油测试完成后，同时打开第一通道和第二通道使测试单元中的绝缘油与储液罐中的气体介质互换；

[0018] 关闭第一通道以及第二通道；

[0019] 将储液罐中的绝缘油倒出换成乙醇；

[0020] 倒置储液罐与测试单元的连接结构，同时打开第一通道和第二通道使储液罐中的乙醇与测试单元中的空气介质互换。

[0021] 上述的电力高压充油设备绝缘油介电强度在线监测装置，其中：

[0022] 向测试单元中灌入乙醇后，旋转机构驱动测试单元及耐压测试探头旋转，利用离心力和乙醇溶解性对测试单元内及耐压测试探头上的油污进行清洁。

[0023] 上述的电力高压充油设备绝缘油介电强度在线监测装置，其中：

[0024] 所述的耐压测试探头的探头部分的棒板电极采用针-板电极；针-板电极的电极间隙可调，使得在待检测的绝缘油绝缘间隙间产生的电压可调。

[0025] 上述的电力高压充油设备绝缘油介电强度在线监测装置，其中：

[0026] 所述的高压直流脉冲发生装置还连接一电压倍增器，实现电压及脉冲宽度的可调。

[0027] 上述的电力高压充油设备绝缘油介电强度在线监测装置，其中：

[0028] 所述的高压直流脉冲发生装置发生的为-25KV -30KV、500ns固定带宽的单极脉~冲；

[0029] 所述的耐压测试探头的电极间隙为100um 250um。~

[0030] 本发明与现有技术相比具有以下优点：

[0031] 1、通过采用高压脉冲电压技术的非破坏性击穿法来测量绝缘油耐压强度，从而反映其耐压性能；

[0032] 2、本装置可以轻松完成测试单元及探头的清洗工作，方便了操作人员的反复使用；

[0033] 3、本装置能够连续检测绝缘油的劣化状态，较传统法快速、直接、方便、经济，并可与其他在线测量系统结合应用；

[0034] 4、检测过程中直流脉冲宽度和电压值均可调节，实现绝缘油耐压强度实时监测，趋势诊断，避免误报；

[0035] 5、本装置的检测单元中设有电极自清洁装置，使测量电极保持清洁保证检测效果。附图说明

[0036] 图1为本发明的装置结构框图；

[0037] 图2为本发明实施例中未击穿状态下高压直流脉冲测试波形图谱；

[0038] 图3为本发明实施例中击穿状态下高压直流脉冲测试波形图谱；

[0039] 图4为本发明中储液罐与测试单元的连接结构示意图。

具体实施方式

[0040] 以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

[0041] 如图1所示，一种电力高压充油设备绝缘油介电强度在线监测装置，其包含：高压直流脉冲发生装置4，用于发生单极电压脉冲信号；测试单元2，用于向绝缘油绝缘设备获取待检测的绝缘油，本实施例中其由一液体减压阀以及密封结构构成；耐压测试探头3，作为检测器件设置在测试单元2中并电连接所述的高压直流脉冲发生装置4，其探头部分的电极间隙可调，使得在待检测的绝缘油绝缘间隙间的电压可调；测控单元2，连接所述的高压直流脉冲发生装置4、测试单元2以及耐压测试探头3。绝缘介质的持续劣化最终体现于介电强度（耐压值）的下降，施加直流电压脉冲的上升时间对评估气态绝缘介质的性能至关重要，发明人通过对交、直流耐压测试数据的整理，找出两者之间有较好的线性相关性，并且通过直流脉冲介电强度检测数据结果可直接换算为交流耐压标准，从而便于现场检测人员对该数据直接进行分析应用，因此本发明采用直流脉冲测试较交流测试更为灵敏，水分影响更为显著。

[0042] 当测试单元2中绝缘油测试完毕，通常装置经过多次反复测试后，或长久不使用后，测控单元2内以及耐压测试探头3上容易凝结油斑或油块，会影响测试的准确性。因此，本发明还提供了一种油污清洁方案，具体的，设置一个清洗器5，连接所述的测试单元2，由测控单元1控制，对测试单元2的密封结构及耐压测试探头3进行清洁；本实施例中，清洁器5包含储液罐51和旋转机构，如图4所示，储液罐51分别通过第一通道511以及第二通道512连接所述测试单元1；旋转机构连接所述测试单元2及耐压测试探头3。如图4所示，第一通道511与储液罐51连通的一端伸至储液罐51内，第二通道512与测试单元1连通的一端伸至测试单元1内，该结构利用重力原理，便于储液罐51与测试单元1之间的介质互换。本清洁器的工作原理是，在绝缘油测试完成后或需要清洁凝结油斑油块时，同时打开第一通道511和第二通道512使测试单元1中的绝缘油与储液罐5中的气体介质互换；关闭第一通道511以及第二通道512；将储液罐5中的绝缘油倒出换成乙醇；倒置储液罐5与测试单元1的连接结构，同时打开第一通道511和第二通道512使储液罐5中的乙醇与测试单元1中的空气介质互换。向测试单元1中灌入乙醇后，旋转机构驱动测试单元1及耐压测试探头3旋转，利用离心力和乙醇溶解性对测试单元内及耐压测试探头3上的油污进行清洁，清洁完毕后，再进行介质互换，将乙醇倒出，由于乙醇具有挥发性，测试单元1中基本不会有液体残留，保证了本发明在线监测装置的重复使用和检测准确度。

[0043] 本实施例中，所述的耐压测试探头3的探头部分的棒板电极采用针-板电极，具体的，采用高碳不锈钢针状电极和平板电极构成，且间隙可调，使得施加的直流脉冲宽度和电压值实现绝缘油介电强度实时监测，并趋势诊断，避免误报。

[0044] 为了确保典型工作条件下本装置能量释放<1微焦，以确保该条件下，能量释放完全可控以确保测试对气体绝缘无破坏作用，从而做到对气体耐压的无损检测要求，整套装置由于采用持续时间极短(0.5 µS)、峰值一定的单极电压脉冲测量绝缘介质介电强度。所述的高压直流脉冲发生装置4还连接一电压倍增器，实现电压及脉冲宽度的可调。所述的高压直流脉冲发生装置4发生信号为-25KV -30KV、500ns固定带宽的单极脉冲；所述的耐压测~试探头的电极间隙为100um 250um。常规测试条件下，针对绝缘油测试多采用100um测试间~
隙即可满足要求。如图2所示为未击穿状态下高压直流脉冲测试波形图谱，图3所示为击穿状态下高压直流脉冲测试波形图谱，本发明采用应用具有极短上升沿的直流电压脉冲，且脉冲持续时间极短，并通过电压倍增器实现可调电压及脉冲宽度，从而直接测量绝缘介质的击穿时间，且温度越高、击穿时间越短，因而整套检测装置实际上测量的是气隙的击穿时间而非耐压值，因而较传统耐压试验可提供给用户更多有效信息。

[0045] 本实施例中，本装置测试单元2还配备有带有人机界面显示单元6的控制装置。

[0046] 尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

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